一体式双固定阀泵的研制与应用

为解决深抽井因阀刺漏检泵周期缩短和阀打开压差大、泵效降低的问题,研制了一体式双固定阀泵。该固定阀泵由上下阀、双阀顶杆和下阀顶杆等组成。下部顶杆上端设计为斜面,斜面与圆柱面相交处有一圆弧过渡,这样顶杆与阀球接触时阀球不会损坏。双固定阀间设计的连杆机构,保证双阀打开和关闭同步,可提高泵的充满度。现场47井次的应用表明,采用该双固定阀泵,平均提高泵效8.9%,累计增油7 500 t,平均延长检泵周期120 d,有效地解决了固定阀打开滞后和阀刺漏等问题。     

两层分层同采工艺管柱的研制

针对非均质、多油层油藏采用常规的合采工艺层间干扰严重的问题,研制了两层分层同采工艺管柱。这种工艺管柱可根据不同的工艺要求,将管柱设计为分采混出工艺管柱和分采分出工艺管柱,并为关键部件配套研制了分采混出泵、分采分出泵和低坐封力封隔器。现场应用表明,采用该工艺管柱后增油效果明显,实现了两层同采,避免了层间干扰,取得较好应用效果。     

分层采油技术的研究与应用

针对注水开发油田普遍存在的层间干扰问题，研究了三种分抽混出泵的分层采油技术。级差式分抽混出泵主要由上大下小级差抽油泵串联组成，能排除高压层对低压层的干扰。分体悬挂型分抽混出泵由组配分抽头和普通抽油泵组成，既能解决两油层间的层间干扰问题，还可实现理想的生产压差，充分挖掘低压、低渗透油层的产油潜力。三层分抽混出泵由组配分抽头和级差式分抽混出泵串联组成，可消除三个油层间的层间干扰。     

非均质油藏两层分抽合采工艺技术

针对河南油田非均质油藏两层合采时层间干扰严重、动用不平衡的问题,研究配套了分抽合采工艺技术。该技术是通过采用封隔器层间卡封,分抽泵侧向和尾部连通上下油层举升,实现了两油层同时开发、互不干扰。目前,该技术已形成两种成熟分抽合采工艺管柱,配套了四种分抽泵系列。现场试验表明,该工艺技术阶段平均单井日增油达0.94t/d以上,提高了非均质油藏开发效果。     

小排量抽油泵结构优化设计与试验

在低产油井,小排量抽油泵存在寿命短和泵效低的问题。对常规结构的小排量抽油泵进行分析计算,有针对性地进行优化并改进其结构。上游动阀罩采用闭式结构,下游动阀罩和固定阀罩采用槽型球室结构,泵筒和柱塞选用小间隙和长配合段。试验结果表明,新型小排量抽油泵的寿命和泵效显著提高,平均运行600 d以上,平均泵效57.6%。     

固定阀可拔式抽油泵结构改进与应用

常规固定阀可拔式抽油泵中固定阀拔出器采用打捞头、打捞爪结构,随着井深不断增加,打捞难度大,固定阀不能顺利拔出,增加作业费用和时间。改进固定阀拔出器结构,采用螺纹连接和松脱结构。改进后的固定阀可拔式抽油泵在阿曼达利油田应用14井次,平均泵效达到67.5%,平均产液44.35t/d,起出固定阀作业更加简便、可靠,应用效果良好。     

液压反馈式抽稠泵防漏失研究

针对塔河油田液压反馈式抽稠泵由于泵漏失导致的检泵次数逐渐增多的问题,进行了防漏失研究。抽稠泵与当量泵径接近的常规泵的参数对比表明：常规抽稠泵存在进油阀阀球直径、进油阀阀座流道偏小的问题,从而造成泵阀关闭滞后或关闭不严,最终导致漏失。利用阀球运动速度与阀球阀罩径向、轴向间隙实验,分析了抽稠泵阀球阀罩径向、轴向间隙的合理性,对抽稠泵进油阀位置、阀球尺寸、阀球密度、阀球阀罩径向间隙进行了优化。经现场试验,优化后的抽稠泵明显降低了漏失,提高了泵效,延长了检泵周期,具有良好的推广价值。     

插管分采技术研究与应用

针对常规泵封分采一体化管柱存在载荷大、管杆偏磨严重、检泵周期短的问题,通过对插管分采工艺技术的研究,设计了插管分采泵工艺管柱。通过现场应用,不仅能有效改善杆泵工况、延长检泵周期、满足油井分采深抽的生产要求,同时使分采技术在河南油田进一步得到持续改进、完善提高和创新发展。     

深抽杆式泵的改进设计与应用

随着塔河油田的不断开发,地层能量逐年下降,深抽杆式泵因其下深深被广泛应用于塔河油田,而常规深抽杆式泵频发的凡尔漏失、解封困难、泵座易损伤及卡泵率高等问题,严重影响油井生产,增加修井费用。针对以上问题,结合深抽杆式泵结构、材质及工作原理,通过优化改进杆式泵的结构,提升阀副材质,研制出了易解封防漏防卡深抽杆式泵,该泵将坐封面倒角由60°改为45°,使杆式泵解封更容易;泵座钢圈加高由24上升到34mm,间隙配合改为过盈配合,降低坐封、解封时泵座钢圈破损风险;单固定阀改为双固定阀,降低固定阀漏失的风险;软密封由后置型改为前置型,避免出现软密封经过泵座被剪切后掉落,因抽汲作用进入泵筒,卡于阀座处,导致阀漏失;泵出液口由斜口改为直口,扩大沉砂空间,降低泵上部油管异物沉降进入泵筒造成的卡泵风险;游动阀罩斜面角度由15°上升到45°,增大解封杆式泵时接触面轴向分力,降低卡泵风险;改进解封接头材质,采用不锈钢材质,使二者硬度接近,避免低硬度材质发生形变。该改进泵目前已在塔河油田应用68井次,降低了杆式泵油井的故障率,延长了检泵周期,具有很高的推广价值。     

新型防卡防气深抽泵的研制与试验

针对普通泵在深抽井存在的卡泵和气体影响泵效问题,研制了新型防卡防气深抽泵。该泵采用滑阀双筒结构,把滑阀阻挡的铁屑及其他杂物沉入双筒环形空间,起到防卡效果;游动阀采用强制开启机械阀,防止气体影响泵效。现场试验27井次,工艺一次性成功率100%,与常规泵相比,下该泵后单井平均检泵周期延长77 d,平均泵效提高6.7个百分点。试验效果表明,该泵结构设计合理,起到了防止卡泵及消除气体影响泵效的作用,具有广泛的应用前景。     

国外新型有杆抽油泵及其特点

有杆抽油泵是有杆抽油装置的最关键部分。为了推动有杆抽油的技术进步,提高采油经济效益,国外研制成功了一系列新型有杆抽油泵,即,双管泵和多相泵等抽稠泵;抗冲蚀泵、自旋转柱塞泵、防砂防气泵和旋流柱塞泵等防砂泵;连续油管抽油泵、下冲程泵和带收集柱塞抽油泵等高效抽油泵。文章简介了这些泵的技术特点。     

ZY57-Ⅰ型防气抽油泵

ZY57-Ⅰ型防气抽油泵采用整泵筒软硬新型活塞结构,装有承载阀、标枪阀和进油阀,标枪阀将泵筒分为上下腔。下冲程时,承载阀和进油阀关闭,标枪阀随抽油杆下行15mm后打开,下腔油气进入上腔。在活塞达下死点附近时,放气孔连通液柱与上腔,达到油气交换避免气锁之目的。上冲程时,标枪阀随抽油杆上行15mm后关闭,下腔降压进入油气,上腔增压排出油气。因泵工作时阀开、关不受气体胀、缩影响,泵效果高达87.8％,一般比普通泵高15％左右。     

抽油泵固定阀球最佳跳动高度的确定

华北油田第四采油厂部分油井沉没度超过100 m,而泵效却较低,只有20%。为了提高这部分油井泵效,对泵效影响因素进行分析,发现了气蚀效应对泵效的影响。通过计算重新确定了固定阀球最佳跳动高度,其移动距离由传统的45 mm降低为12 mm,减少了原油中的溶解气逸出和气蚀的影响,解决了阀球运动距离较大导致阀来不及关闭、原油漏失率大的问题。现场应用中改进泵的固定阀罩后,油井平均泵效提高了18%,证明固定阀球跳动高度改为12 mm后能有效提高油井泵效。     

防磨降耗抽油泵研制及应用

针对抽油机井偏磨及高能耗的实际现状,提出了兼备偏磨治理与节能降耗双重作用的防磨降耗抽油泵。该泵在泵筒上部增设环形阀,取消常规泵的固定阀,能够减小下行程时抽油杆受到的浮力,降低中和点的位置,使抽油杆挠曲难度增大,延缓偏磨。同时由于下行程时浮力的降低,抽油杆自重被进一步释放,增加了下行悬点载荷,减少电机对重物做功份额,实现节能。现场应用表明:在平均抽吸参数不变的条件下,抽油机下行悬点载荷显著降低,系统效率提高了8个百分点,具有良好的推广应用价值。     

大斜度井段低沉没度工况排采泵阀动力学特性

目前对于煤系地层天然气井所配套有杆泵泵阀动力特性的研究,主要是移植和借鉴常规油气井抽油泵泵阀的分析方法,多针对油气井开采较高的沉没度,并没有考虑低沉没度和大斜度工况下的泵阀动力学和水力摩阻等参数的影响,也没有揭示水平井泵阀顺利开启所需要的具体条件。为此,综合考虑低沉没度和大斜度等因素耦合的影响,推导造斜段泵阀随井液运动微分方程组,建立有杆泵井液流经泵阀阀隙水力摩阻数学模型,基于数值模拟的方法研究了水平井泵阀动力学、水力摩阻与临界沉没度。研究结果表明:①低沉没度和大斜度耦合作用下,增大冲程和冲次会提高造斜段泵阀阀球的升程、速度和加速度,缩短加速度趋向平缓所用的时间,并且水平井泵阀开启瞬间阀球会出现短暂的周期性波动;②受弹簧力与阀球重力的双重作用,水平井有杆泵的临界沉没度明显低于直井工况且固定阀球伴随弹簧快速复位,这有利于顺利开启水平井的游动阀球和固定阀球并提高泵效;③增大冲程、冲次和泵径会使水平井有杆泵井液流经泵阀水力摩阻及其临界沉没度变大,并且增大冲程更有利于提高低流速井液入泵流速,但同时也会显著地提高临界沉没度。结论认为,该研究成果对于保障煤系地层天然气井连续稳定排采和提高有杆泵的可靠性都具有重要的参考意义。     

管式抽油泵新型防落物固定阀装置

针对现有管式抽油泵无防落物功能的缺陷 ,研制开发了管式抽油泵新型防落物固定阀装置。这种装置主要由防落物固定阀总成、内管、外筒、上接头和下接头等构成 ,能够通过自身的沉砂和储砂结构有效地解决井口落物和井内沉砂等异物沉积在抽油泵固定阀和泵筒内造成堵塞而不能正常工作的问题。 3口井的现场试验证明 ,这种防落物固定装置的防落物成功率达 10 0 % ,同时可使抽油泵泵效提高 4 6 4 %以上     

组合式多功能热采泵的设计研究

组合式多功能热采泵在结构上采用了上、下2个同尺寸管径的工作筒,2个同径柱塞,1个中心导油管来实现大泵深抽强排技术,在上下泵筒之间增加一套环流注汽阀,实现下放杆注汽,在转抽时上提杆柱使柱塞进入工作位置,实现不动管柱转抽技术。该热采泵集下放管柱注汽技术、不动管柱转抽技术、检泵自动泄油技术及深抽强排技术于一体,具有注汽流道面积大、排液量大、泵效高、操作简便、安全可靠和高效节能等优点。现场试验表明,它可提高热采油井综合效率10％～15％,提高采油强度40％～50％。     

抽油泵固定阀组阀球座密封锥角优选

抽油泵固定阀组是影响整个抽油泵容积效率的重要因素之一,其中固定阀组阀球座密封锥角度数的选取是一个主要因素。以某抽油泵固定阀组流道模型为例,运用CFD软件对其进行不同锥角参数的对比分析,得出60°锥角模型在整个阀球坐回的过程中受到的流体轴向力较90和75°模型更大的结论。因此,60°锥角模型的阀球能更快地坐入阀球座,减少从阀球与阀球座间隙的流体漏失量,进而提高泵的容积效率。     

胜利油田蒸汽驱生产井高效举升配套技术

胜利油田蒸汽驱生产井产液温度高、H2S含量高、出砂、结垢，导致举升系统腐蚀、泵效低、卡泵等问题突出，针对这一现状，开展了蒸汽驱生产井高效举升配套技术研究。通过结构改进和参数的优化设计提高了抽油泵及井口密封装置的适应性，通过有限元模拟分析优化了抽油泵泵筒及柱塞间的密封间隙，运用高温高压试验优选了抽油泵阀副的材质，以适应高温条件下柱塞泵筒的密封需求。通过优化结构、优选密封盘根材质和耐高温防腐光杆，形成了耐高温防腐光杆密封技术。室内试验证明，研发的有杆泵举升配套工具在泵挂处温度200℃、井口温度170℃时仍能保持良好的性能；现场应用58井次，最长生产896 d且持续有效，检泵周期平均延长207 d，减少换盘根82次，泵效平均提高9.2%，单井平均日增油0.7 t。研究结果表明，蒸汽驱生产井高效举升配套技术能够有效解决蒸汽驱油井的腐蚀、卡泵等问题，提效增油效果明显，应用前景广阔。